CN111627099B - 基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法和系统，利用三维扫描技术在施工过程中及时发现施工过程中的累计偏差，通过BIM模型进行输出，并及时进行安装调整将误差最小化。其技术方案为：建立施工图BIM模型，以反应施工图纸上的设计结构尺寸信息；利用3D扫描仪对现场施工区域进行实时扫描以获取现场实际尺寸数据；对比BIM模型和3D扫描仪数据；通过绿(合格)黄(警告)红(不合格)三色，判别结构尺寸偏差。
Description
技术领域
本发明涉及基于BIM技术在工程测量控制的技术，具体涉及基于BIM技术并结合三维扫描技术的工程实测实量的应用，主要应用于主体结构偏差控制的方法和系统。
背景技术
BIM技术是建筑信息模型(Building Information Modeling)的缩写，其目的在于为帮助实现建筑信息的集成，供各方工作人员可协同工作，有效提高工作效率，节省资源，实现可持续发展。在很多应用场景中，BIM是反馈信息并最终实现指导现场施工的重要载体。
三维扫描技术是指对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标的技术，其重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。三维扫描技术能实现非接触测量，且具有速度快、精度高的优点。
在传统的结构施工过程中，随着结构工程的体量的增大，其中构件，如梁、柱、墙的坐标及垂直度的偏差可能会出现累计，同时，在砼浇筑过程中，随着砼的注入，柱体、墙体的模板可能出偏移导致结构的偏移，这种误差往往在实际而这种问题具体会反映在：
1、测量放线方面：在多层建筑中，每层的测量放线，往往是从二级控制网甚至直接套用下一层的控制点，导致如果在放线阶段出现一定的偏差，就可能会造成最终结构在定位梁、柱、板、墙时出现偏差，甚至有可能出现后期被迫的技术核定甚至设计变更。
2、后续影响方面：可能会影响后续二次结构、安装工程、钢结构、幕墙结构和装修工程等等，产生一系列不可预计的影响。
而同时，在应用现有的测量方法对结构偏差进行控制时，因需实测实量，需耗费大量人工，且因构件本身的三维属性，针对于单一构件的空间坐标，需通过多角度多次测量去实现，且难以进行表达，因此造成构件的误差控制难以精细化。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法和系统，利用三维扫描技术，在施工过程中及时发现施工过程中的累计偏差，通过BIM模型进行输出，并及时进行安装调整，将误差最小化。
本发明的技术方案为：本发明揭示了一种基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法，包括：
步骤1：建立施工项目的BIM模型，以反应施工项目的设计结构尺寸信息；
步骤2：利用3D扫描仪对现场施工区域进行实时扫描以获取现场实际尺寸数据，得到数字化的3D扫描模型；
步骤3：对比BIM模型和3D扫描模型的数据；
步骤4：基于模型对比数据和设定的偏差标准判别结构尺寸偏差。
根据本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法的一实施例，方法还包括步骤4之后的：
步骤5：现场依照步骤3的模型对比数据进行偏差调整，完成后反馈回所建立的BIM模型。
根据本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法的一实施例，步骤1建立的施工项目的BIM模型包含基本构件的尺寸标高信息及基本构建内部数据，其中基本构件内部数据包括管线、钢筋，构件最大弯矩、剪力的范围；步骤1中还包括将建立的BIM模型与实际建筑进行一致性验证，若验证不通过则对BIM模型进行更正。
根据本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法的一实施例，步骤2还包括：
在初始施工阶段，针对一级坐标控制网进行复核，并定期针对施工现场的二级坐标控制网进行复核，保障准确性；
在建筑物的内部设定固定测设点位，保证通视，对3D扫描仪的基础点位的坐标定期进行复核。
根据本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法的一实施例，步骤3还包括：
对3D扫描仪的数据进行处理，数据处理包括三维数据拼接、去噪，处理后的点云数据导出为通用三维点云格式；
查看点云数据并进行预处理，预处理包括点位的空间属性设置、对重复点位及错误点位基于统计偏差离散程度的自动剔除、以及三维参照轴线设置，其中空间属性包括覆盖范围、间距、精细程度，离散程度自行设置；
进行文件格式调整，实现3D扫描仪的数据与BIM模型的匹配；
进行坐标点的转换，保证3D扫描模型和BIM模型的一致性。
根据本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法的一实施例，步骤4是通过指示灯的颜色指示结构尺寸偏差的判别结果。
本发明还揭示了一种基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量系统，系统包括：
BIM模型建立模块，建立施工项目的BIM模型，以反应施工项目的设计结构尺寸信息；
3D扫描模型获取模块，利用3D扫描仪对现场施工区域进行实时扫描以获取现场实际尺寸数据，得到数字化的3D扫描模型；
模型对比模块，对比BIM模型和3D扫描模型的数据；
尺寸偏差判别模块，基于模型对比数据和设定的偏差标准判别结构尺寸偏差。
根据本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量系统的一实施例，系统还包括：
偏差调整模块，现场依照模型对比模块的模型对比数据进行偏差调整，完成后反馈回所建立的BIM模型。
根据本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量系统的一实施例，BIM模型建立模块的施工项目的BIM模型包含基本构件的尺寸标高信息及基本构建内部数据，其中基本构件内部数据包括管线、钢筋，构件最大弯矩、剪力的范围；BIM模型建立模块中还将建立的BIM模型与实际建筑进行一致性验证，若验证不通过则对BIM模型进行更正。
根据本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量系统的一实施例，3D扫描模型获取模块还被配置为在初始施工阶段，针对一级坐标控制网进行复核，并定期针对施工现场的二级坐标控制网进行复核，保障准确性；在建筑物的内部设定固定测设点位，保证通视，对3D扫描仪的基础点位的坐标定期进行复核。
根据本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量系统的一实施例，模型对比模块进一步包括：
扫描仪数据处理单元，对3D扫描仪的数据进行处理，数据处理包括三维数据拼接、去噪，处理后的点云数据导出为通用三维点云格式；
点云数据预处理单元，查看点云数据并进行预处理，预处理包括点位的空间属性设置、对重复点位及错误点位基于统计偏差离散程度的自动剔除、以及三维参照轴线设置，其中空间属性包括覆盖范围、间距、精细程度，离散程度自行设置；
格式调整单元，进行文件格式调整，实现3D扫描仪的数据与BIM模型的匹配；
坐标转换单元，进行坐标点的转换，保证3D扫描模型和BIM模型的一致性。
根据本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量系统的一实施例，尺寸偏差判别模块是通过指示灯的颜色指示结构尺寸偏差的判别结果。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明针对现场施工过程中不同阶段的施工偏差会在结合时出现累加的问题，利用三维扫描技术结合BIM模型，在过程中控制结构施工的尺寸偏差累计。本发明的主要技术手段包括：建立施工图BIM模型，以反应施工图纸上的设计结构尺寸信息；利用3D扫描仪对现场施工区域进行实时扫描以获取现场实际尺寸数据；对比BIM模型和3D扫描仪数据；通过绿(合格)黄(警告)红(不合格)三色，判别结构尺寸偏差。相较于现有技术，本发明的优点在于：1、利用三维扫描技术，实现非接触式的实测实量，减少现有技术中的人力使用，提高测量精准度；2、利用BIM技术作为表达方式，及时反馈问题，并指导现场施工；3、简化实体验收时所需时间。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1示出了本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法的一实施例的流程图。
图2示出了本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量系统的一实施例的原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
图1示出了本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法的一实施例的流程。请参见图1，下面是对本实施例的方法的实施步骤的详细描述。
步骤S1：建立施工项目的BIM模型，并验证BIM模型与实际建筑的一致性。
对于施工项目的BIM模型，一般包含其基本构件的尺寸标高信息，同时，其构件内部的管线，钢筋，构件最大弯矩、剪力的范围也需明确。一致性验证的内容例如包括：1、项目的构件尺寸，钢筋布置，管线布置，临时施工洞口等信息；2、钢构件的模型，在钢结构加工厂加工构件的同时进行建立，分批分组，便于加工构件管理，同时便于进场前的验收。钢构件的模型完成后，由项目管理人员进行模型验收，针对其与现场不符的部位进行标注，如存在因施工技术原因导致的暂缓施工区域，需进行明确说明，便于后期及时更新补充完善。具体的构件信息可便于校对图纸连接点位的具体定位，在主体结构施工过程中，针对预埋件的预埋工作有着指导性意义。
若一致性验证通过则执行步骤S2，否则更正模型。更正模型是指：在构件实施安装的过程中，可能存在因现场实际偏差导致原始构件无法完成预想的安装，现场进行部分微调处理的情况，当此时，需依照现场调整工艺，技术核定单的内容，对于原始的构件模型重新进行输入以及替换，保障模型与现场实际的一致性。
步骤S2：利用3D扫描仪，在每层钢结构工程初始安装完成之后，对现场进行现场扫描，获取目标细节的多角度三维点云数据，再输出数字化的3D扫描模型。
步骤S2中的处理包括：在初始施工阶段，针对一级坐标控制网进行复核，并定期针对施工现场的二级坐标控制网进行复核，保障其准确性。在建筑物的内部设定固定测设点位，保证通视，对3D扫描仪的基础点位的坐标定期进行复核。
在多站拼接需要配合参考点(参考点例如为参考球、平面标靶等)。还在需要绝对坐标的情况下，利用全站仪做控制点。在最初进行场地坐标点位复核时，直接引入一级坐标控制网，反向复核，控制现场坐标轴网的偏差。现场结构复核前，对于3D扫描仪的精度需进行复核，保障其测量点位的误差控制在允许范围内。同时，在钢结构实施之前，在建筑物的内部设定固定测设点位，保证通视，对于3D扫描仪的基础点位的坐标定期进行复核。例如，核心筒类建筑，需保障四周的竖直钢构件的坐标控制，最少需3个坐标控制点，即每层在这些固定点位分别进行3D扫描，取平均值，最大限度的减少误差。
步骤S3：将数字化的3D扫描模型与步骤S1中所建立的施工项目BIM模型的数据进行比对。
此步骤例如包含以下步骤：
(1)3D扫描仪的数据处理包括三维数据拼接、去噪等过程，处理后的点云数据可导出为各种通用三维点云格式。
(2)查看点云数据并进行预处理。预处理包括：点位的空间属性设置，例如覆盖范围、间距、精细程度；重复点位及错误点位基于统计偏差离散程度的自动剔除，其中离散程度可自行设置；三维参照轴线设置。
(3)通过软件(如AutoCAD)进行文件格式调整，实现与BIM模型的匹配。
(4)坐标点的转换，保证两模型的一致性。
为了实现比对，需将3D扫描数据输入BIM模型，得出新的基于3D扫描数据的BIM模型，但新的BIM模型仅包含外观数据，内部的各类参数皆不具备。新的BIM模型中建立基于坐标轴的点位对比表格，将两模型中相同边界中的点位坐标导入表格中，在相同的坐标系下进行两个模型的比对。
步骤S4：依照现有规范要求，设定尺寸偏差标准，基于模型比对数据判别结构尺寸偏差。
遵循规范及设计要求，在对比时输入模型允许偏差，尤其针对千斤顶设置区域的位置进行偏差分析，给出该点位的偏差值，帮助现场进行千斤顶液压的调整。通过绿黄红三色直观表述偏差，例如，绿色表示合格，黄色表示警告，红色表示不合格。
此外，若步骤S4的结构尺寸偏差过大造成验证不通过，为了实现模型调整，还可以包括步骤S5。
步骤S5：现场依照步骤S3的模型比对数据进行偏差调整，完成后反馈回BIM模型。此步骤并非必须的，旨在依据现场实际建筑核定校正模型，减少随着体量增加而增加的累计误差，亦可只通过数值备注的形式表达。
这一步骤的处理具体包括：通过已完成楼层的偏差输出，对应更正下一层的坐标控制线。完成一下层施工后，再次扫描测量并将数据反馈回BIM模型中。
图2示出了本发明的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量系统的一实施例的原理。请参见图2，本实施例的系统包括：BIM模型建立模块、3D扫描模型获取模块、模型对比模块、尺寸偏差判别模块。
BIM模型建立模块建立施工项目的BIM模型，以反应施工项目的设计结构尺寸信息。对于施工项目的BIM模型，一般包含其基本构件的尺寸标高信息，同时，其构件内部的管线，钢筋，构件最大弯矩、剪力的范围也需明确。一致性验证的内容例如包括：1、项目的构件尺寸，钢筋布置，管线布置，临时施工洞口等信息；2、钢构件的模型，在钢结构加工厂加工构件的同时进行建立，分批分组，便于加工构件管理，同时便于进场前的验收。钢构件的模型完成后，由项目管理人员进行模型验收，针对其与现场不符的部位进行标注，如存在因施工技术原因导致的暂缓施工区域，需进行明确说明，便于后期及时更新补充完善。具体的构件信息可便于校对图纸连接点位的具体定位，在主体结构施工过程中，针对预埋件的预埋工作有着指导性意义。BIM模型建立模块还需验证模型与实际建筑的一致性，若一致性通过则运行后续模块，否则需要更正BIM模型。更正模型是指：在构件实施安装的过程中，可能存在因现场实际偏差导致原始构件无法完成预想的安装，现场进行部分微调处理的情况，当此时，需依照现场调整工艺，技术核定单的内容，对于原始的构件模型重新进行输入以及替换，保障模型与现场实际的一致性。
3D扫描模型获取模块利用3D扫描仪对现场施工区域进行实时扫描以获取现场实际尺寸数据，得到数字化的3D扫描模型。3D扫描模型获取模块的处理包括：在初始施工阶段，针对一级坐标控制网进行复核，并定期针对施工现场的二级坐标控制网进行复核，保障其准确性。在建筑物的内部设定固定测设点位，保证通视，对3D扫描仪的基础点位的坐标定期进行复核。
在多站拼接需要配合参考点(参考点例如为参考球、平面标靶等)。还在需要绝对坐标的情况下，利用全站仪做控制点。在最初进行场地坐标点位复核时，直接引入一级坐标控制网，反向复核，控制现场坐标轴网的偏差。现场结构复核前，对于3D扫描仪的精度需进行复核，保障其测量点位的误差控制在允许范围内。同时，在钢结构实施之前，在建筑物的内部设定固定测设点位，保证通视，对于3D扫描仪的基础点位的坐标定期进行复核。例如，核心筒类建筑，需保障四周的竖直钢构件的坐标控制，最少需3个坐标控制点，即每层在这些固定点位分别进行3D扫描，取平均值，最大限度的减少误差。
模型对比模块对比BIM模型和3D扫描模型的数据。模型对比模块包括扫描仪数据处理单元、点云数据预处理单元、格式调整单元、坐标转换单元。
其中扫描仪数据处理单元对3D扫描仪的数据进行处理，数据处理包括三维数据拼接、去噪，处理后的点云数据导出为通用三维点云格式。
点云数据预处理单元查看点云数据并进行预处理，预处理包括点位的空间属性设置、对重复点位及错误点位基于统计偏差离散程度的自动剔除、以及三维参照轴线设置，其中空间属性包括覆盖范围、间距、精细程度，离散程度自行设置。
格式调整单元进行文件格式调整，实现3D扫描仪的数据与BIM模型的匹配。
坐标转换单元进行坐标点的转换，保证3D扫描模型和BIM模型的一致性。
为了实现比对，需将3D扫描数据输入BIM模型，得出新的基于3D扫描数据的BIM模型，但新的BIM模型仅包含外观数据，内部的各类参数皆不具备。新的BIM模型中建立基于坐标轴的点位对比表格，将两模型中相同边界中的点位坐标导入表格中，在相同的坐标系下进行两个模型的比对。
尺寸偏差判别模块基于模型对比数据和设定的偏差标准判别结构尺寸偏差。遵循规范及设计要求，在对比时输入模型允许偏差，尤其针对千斤顶设置区域的位置进行偏差分析，给出该点位的偏差值，帮助现场进行千斤顶液压的调整。通过绿黄红三色直观表述偏差，例如，绿色表示合格，黄色表示警告，红色表示不合格。
较佳的，系统还包括偏差调整模块，现场依照模型对比模块的模型对比数据进行偏差调整，完成后反馈回所建立的BIM模型。此模块并非必须的，旨在依据现场实际建筑核定校正模型，减少随着体量增加而增加的累计误差，亦可只通过数值备注的形式表达。这一模块的处理具体包括：通过已完成楼层的偏差输出，对应更正下一层的坐标控制线。完成一下层施工后，再次扫描测量并将数据反馈回BIM模型中。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
Claims (8)
1.一种基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法，其特征在于，包括：
步骤1：建立施工项目的BIM模型，以反应施工项目的设计结构尺寸信息；
步骤1建立的施工项目的BIM模型包含基本构件的尺寸标高信息及基本构建内部数据，其中基本构件内部数据包括管线、钢筋，构件最大弯矩、剪力的范围；步骤1中还包括将建立的BIM模型与实际建筑进行一致性验证，若验证不通过则对BIM模型进行更正；更正模型是指：在构件实施安装的过程中，可能存在因现场实际偏差导致原始构件无法完成预想的安装，现场进行部分微调处理的情况，当此时，需依照现场调整工艺，技术核定单的内容，对于原始的构件模型重新进行输入以及替换；
步骤2：利用3D扫描仪对现场施工区域进行实时扫描以获取现场实际尺寸数据，得到数字化的3D扫描模型；
步骤3：对比BIM模型和3D扫描模型的数据；为了实现比对，将3D扫描数据输入BIM模型，得出新的基于3D扫描数据的BIM模型，但新的BIM模型仅包含外观数据，内部的各类参数皆不具备；新的BIM模型中建立基于坐标轴的点位对比表格，将两模型中相同边界中的点位坐标导入表格中，在相同的坐标系下进行两个模型的比对；
步骤3还包括：
对3D扫描仪的数据进行处理，数据处理包括三维数据拼接、去噪，处理后的点云数据导出为通用三维点云格式；
查看点云数据并进行预处理，预处理包括点位的空间属性设置、对重复点位及错误点位基于统计偏差离散程度的自动剔除、以及三维参照轴线设置，其中空间属性包括覆盖范围、间距、精细程度，离散程度自行设置；
进行文件格式调整，实现3D扫描仪的数据与BIM模型的匹配；
进行坐标点的转换，保证3D扫描模型和BIM模型的一致性；
步骤4：基于模型对比数据和设定的偏差标准判别结构尺寸偏差。
2.根据权利要求1所述的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法，其特征在于，方法还包括步骤4之后的：
步骤5：现场依照步骤3的模型对比数据进行偏差调整，完成后反馈回所建立的BIM模型。
3.根据权利要求1所述的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法，其特征在于，步骤2还包括：
在初始施工阶段，针对一级坐标控制网进行复核，并定期针对施工现场的二级坐标控制网进行复核，保障准确性；
在建筑物的内部设定固定测设点位，保证通视，对3D扫描仪的基础点位的坐标定期进行复核。
4.根据权利要求1所述的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量方法，其特征在于，步骤4是通过指示灯的颜色指示结构尺寸偏差的判别结果。
5.一种基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量系统，其特征在于，系统包括：
BIM模型建立模块，建立施工项目的BIM模型，以反应施工项目的设计结构尺寸信息；BIM模型建立模块的施工项目的BIM模型包含基本构件的尺寸标高信息及基本构建内部数据，其中基本构件内部数据包括管线、钢筋，构件最大弯矩、剪力的范围；BIM模型建立模块中还将建立的BIM模型与实际建筑进行一致性验证，若验证不通过则对BIM模型进行更正；更正模型是指：在构件实施安装的过程中，可能存在因现场实际偏差导致原始构件无法完成预想的安装，现场进行部分微调处理的情况，当此时，需依照现场调整工艺，技术核定单的内容，对于原始的构件模型重新进行输入以及替换；
3D扫描模型获取模块，利用3D扫描仪对现场施工区域进行实时扫描以获取现场实际尺寸数据，得到数字化的3D扫描模型；
模型对比模块，对比BIM模型和3D扫描模型的数据；为了实现比对，将3D扫描数据输入BIM模型，得出新的基于3D扫描数据的BIM模型，但新的BIM模型仅包含外观数据，内部的各类参数皆不具备；新的BIM模型中建立基于坐标轴的点位对比表格，将两模型中相同边界中的点位坐标导入表格中，在相同的坐标系下进行两个模型的比对；
模型对比模块进一步包括：
扫描仪数据处理单元，对3D扫描仪的数据进行处理，数据处理包括三维数据拼接、去噪，处理后的点云数据导出为通用三维点云格式；
点云数据预处理单元，查看点云数据并进行预处理，预处理包括点位的空间属性设置、对重复点位及错误点位基于统计偏差离散程度的自动剔除、以及三维参照轴线设置，其中空间属性包括覆盖范围、间距、精细程度，离散程度自行设置；
格式调整单元，进行文件格式调整，实现3D扫描仪的数据与BIM模型的匹配；
坐标转换单元，进行坐标点的转换，保证3D扫描模型和BIM模型的一致性；
尺寸偏差判别模块，基于模型对比数据和设定的偏差标准判别结构尺寸偏差。
6.根据权利要求5所述的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量系统，其特征在于，系统还包括：
偏差调整模块，现场依照模型对比模块的模型对比数据进行偏差调整，完成后反馈回所建立的BIM模型。
7.根据权利要求5所述的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量系统，其特征在于，3D扫描模型获取模块还被配置为在初始施工阶段，针对一级坐标控制网进行复核，并定期针对施工现场的二级坐标控制网进行复核，保障准确性；在建筑物的内部设定固定测设点位，保证通视，对3D扫描仪的基础点位的坐标定期进行复核。
8.根据权利要求5所述的基于三维扫描技术的钢结构非接触式实测实量系统，其特征在于，尺寸偏差判别模块是通过指示灯的颜色指示结构尺寸偏差的判别结果。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107093206A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-08-25 | 中铁十局集团电务工程有限公司 | 利用3d激光扫描技术快速bim建模的方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107093206A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-08-25 | 中铁十局集团电务工程有限公司 | 利用3d激光扫描技术快速bim建模的方法 |
| KR20180131471A (ko) * | 2017-05-30 | 2018-12-10 | 주식회사 위메이드아이앤씨 | 3d 스캐닝과 bim을 이용한 시공 오차 통합 관리 장치 및 그 방법 |
| CN108090284A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-05-29 | 建基工程咨询有限公司 | 基于激光扫描建模逆向工程技术在施工监理中的应用 |
| CN109146711A (zh) * | 2018-07-02 | 2019-01-04 | 中国十七冶集团有限公司 | 一种综合利用bim技术和3d激光扫描系统优化施工的方法 |
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| 3D激光扫描技术在建筑施工过程中的应用;乔磊;赵恩堂;;工程质量(09);全文 * |
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